鈣蛋白液對紫花苜蓿產量和粗蛋白含量的影響

崔靜 唐凡華 郝愛琴 王學博

摘? ? 要：水肥管理在紫花苜蓿生長發育過程中起到至關重要的作用。為探討鈣蛋白液對紫花苜蓿生長和營養指標的影響，通過灌施的方式采用單因素試驗開展鈣蛋白液的應用效果、劑量效果及其與菌劑的組合效果研究，測定紫花苜蓿株高、鮮產量、干產量及粗蛋白含量。結果表明：（1）鈣蛋白液的應用效果試驗中，225 kg· hm-2鈣蛋白處理組紫花苜蓿產量均較對照組顯著提高（P<0.05），其中鮮、干產量分別提高了23.59%和24.40%；（2）鈣蛋白液的劑量效果試驗，225、450 kg· hm-2鈣蛋白液處理均有助于紫花苜蓿增產，但劑量處理之間差異不顯著，且增產效果因紫花苜蓿建植年限不同存在差異；（3）鈣蛋白液與菌劑組合效果試驗，鈣蛋白液（225 kg· hm-2）及其與菌劑（15 kg·hm-2）的組合處理均有助于紫花苜蓿顯著增產（P<0.05），其對灌施后3茬（二、三、四茬）紫花苜?？偢僧a量的增幅分別可達29.37%、29.58%，但2個處理之間差異未達顯著水平；（4）各年份同一茬次的處理組于對照組對紫花苜蓿粗蛋白含量差異表現均不顯著。綜合而言，在常規管理條件下，灌施鈣蛋白液225 kg· hm-2即可實現紫花苜蓿在穩定粗蛋白含量的前提下顯著增產。

關鍵詞：鈣蛋白液；紫花苜蓿；產量；粗蛋白含量

中圖分類號：S541? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2023.06.009

Abstract： Water and fertilizer management plays an important role in the growth and development of Alfalfa. In order to investigate the effects of Calcin （Liquid） on the growth and nutritional indexes of Alfalfa， the single factor test was carried out to study the application effect， dosage effect and its combination effect with microbial inoculum， the plant height， fresh matter yield， dry matter yield and crude protein content of Alfalfa were determined. The results showed as follows. （1） In the experiment of application effect of Calcin （Liquid）， the Alfalfa yield of Calcin （Liquid） treatment（225 kg· hm-2） was significantly increased compared with the control group （P<0.05）， which the fresh matter yield and dry matter yield increased by 23.59% and 24.40%， respectively. （2） In the experiment of dose effect of Calcin （Liquid）， the treatments of Calcin （Liquid） with the application amount of 225， 450 kg· hm-2 was beneficial to the yield increase of Alfalfa， but there was no significant difference between the dose treatments， and the yield increase effect was different with different planting years of Alfalfa. （3） In the experiment of Calcin （Liquid）combining with microbial inoculum， the treatment of Calcin （Liquid） （225 kg· hm-2） and its combination with microbial inoculum （15 kg· hm-2） could significantly increase the yield of Alfalfa （P<0.05）， the total dry matter yield （2-4 stubble） increased by 29.37% and 29.58% respectively， but there was no significant difference between the two treatments. （4） In the experiment， there was no significant difference in crude protein content between the treatment group and the control group in the same crop. In conclusion， under conventional management conditions， irrigating Calcin （Liquid） of 225 kg· hm-2 can significantly increase the yield of Alfalfa with stable crude protein content.

Key words： Calcin （Liquid）; Alfalfa; yield; crude protein content

紫花苜蓿（Medicago sativa），豆科苜蓿屬多年生牧草，產量高、品質好、營養豐富，且具有適應性強、抗旱耐鹽堿以及固氮保持水土等特點[1-3]，目前作為世界上分布最廣的優質蛋白類飼草[4-5]，在我國其與青貯玉米共同構成了高產奶牛必備的優質粗飼料[6-7]。自2012年國家實施“振興奶業苜蓿發展行動”，我國苜蓿種植面積明顯增加，且苜蓿品質逐年向好。

眾所周知，合理的水肥管理有助于提高紫花苜蓿產量和品質[8]。據報道，相關指標中的株高與牧草產量正相關，株高在一定程度上能夠反映紫花苜蓿的產量潛力[8]；而作為蛋白類牧草，紫花苜蓿的粗蛋白含量是其重要的品質評價指標[4]。因此，株高、產量和粗蛋白含量可以作為衡量紫花苜蓿施肥效果的重要經濟指標[8]。目前，有關氮肥[9-11]、磷肥[11-13]、微量元素肥料[14-15]，以及單施或配施微生物菌肥[13，16]對紫花苜蓿生產性能影響的研究報道較多，但有關化肥基礎上增施蛋白類肥料的研究報道較少。

有機鈣蛋白多肽水溶液（以下簡稱“鈣蛋白液”）是以城市市政污水廠產生的市政污泥為原料，經過高溫熱堿水解工藝，將污泥中微生物細胞內的蛋白類物質以氨基酸、多肽的形式提取回收的產品，產品中含有豐富的氮、鉀、鈣等營養元素，其中氮元素是以氨基酸、多肽形式存在，富含16種作物生長必需的氨基酸，總粗蛋白含量為20%～25%，鈣則以有機螯合鈣的形式存在。

本研究通過灌施的方式設置不同的處理開展田間肥效試驗，旨在探討鈣蛋白液對紫花苜蓿生長和主要營養指標——粗蛋白含量的影響，為其在紫花苜蓿種植過程中的合理應用提供借鑒與參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2022年4—11月在天津市靜海區錦繡家園農作物種植專業合作社的苜蓿田中開展，所選試驗區域內紫花苜蓿分別已建植4年、2年和1年，即分別于2018、2020和2021年9月底播種（秋播）的紫花苜蓿，品種為‘龍威6010，播種量為30 kg·hm-2，行距為12 cm。2022年4月2日，所有地塊均同步追施復合肥（17-17-17）750 kg·hm-2；5月20日，追施尿素225 kg·hm-2。合作社苜蓿田的每個地塊面積約0.4 hm2。試驗用鈣蛋白液由天津市裕川微生物制品有限公司提供，本試驗用鈣蛋白液粗蛋白含量25%，其中游離氨基酸含量為101 g·L-1，鈣含量為103.9 g·L-1，鉀（以氧化鉀計）含量43.8 g·L-1；菌劑（芽孢桿菌）、復合肥、尿素等均為市售。

1.2 試驗設計

1.2.1 鈣蛋白液的應用效果試驗 試驗設置鈣蛋白液處理組和對照組，在建植2年的紫花苜蓿地塊開展試驗，每個處理3個地塊即3個重復。處理組在紫花苜蓿返青后（4月16日）、第一茬紫花苜蓿刈割后（6月2日），均按225 kg·hm-2的劑量隨灌溉施入鈣蛋白液；對照組只同期進行同等條件的灌溉，不添加鈣蛋白液。

1.2.2 鈣蛋白液的劑量效果試驗 試驗分別選擇建植4年、2年和1年的紫花苜蓿地塊，其中建植1年的地塊試驗設置225、300、450 kg·hm-2 3個鈣蛋白液處理組和對照組，建植4年和2年的地塊分別設置225、450 kg·hm-2 2個鈣蛋白液處理組和對照組，每個處理3個地塊即3個重復。處理組在第一茬紫花苜蓿刈割后（6月2日）按劑量隨灌溉施入鈣蛋白液；對照組只同期進行同等條件的灌溉，不添加鈣蛋白液。

1.2.3 鈣蛋白液與菌劑組合效果試驗 試驗選擇建植2年的紫花苜蓿地塊，分別設置225 kg·hm-2鈣蛋白液（225Ca）、225 kg·hm-2鈣蛋白液+菌劑15 kg·hm-2（225Ca+15M）和225 kg·hm-2鈣蛋白液+菌劑30 kg·hm-2（225Ca+37.5M）3個處理組及對照組，每個處理3個地塊即3個重復。處理組分別在第二次紫花苜蓿刈割后（6月2日）按劑量隨灌溉施入鈣蛋白液或其與菌劑的組合；對照組只同期進行同等條件的灌溉，不添加鈣蛋白液和菌劑。

1.3 數據采集及樣品分析

監測各試驗處理在各茬次或對應茬次紫花苜蓿的產量和重要營養指標——粗蛋白含量。刈割前隨機選擇20個點位分別測量處理組和對照組紫花苜蓿株高，并以“S”型取樣法進行樣品采集，每個地塊采集9個點，每個點選取4個50 cm的樣段，留茬5 cm刈割，測定4個樣段紫花苜蓿的總鮮質量，并隨機選擇200 g樣品，105 ℃殺青0.5 h后于80 ℃烘干至恒質量，測量其干質量，計算干物質含量，并進一步計算樣段的干質量及單位面積的干草產量，烘干后的樣品進行后續的粗蛋白含量測定。

1.4 數據處理與分析

通過Microsoft Excel 2010對數據進行初步整理，采用IBM SPSS Statistics 20.0進行單因素方差分析，并用Duncan法進行多重比較。文中數據均以“均值±標準差”表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 鈣蛋白液對紫花苜蓿生長和粗蛋白含量的影響

返青前和第1次刈割后灌施225 kg·hm-2鈣蛋白液對紫花苜蓿生長指標和粗蛋白含量的影響結果見圖1。由圖1可知，紫花苜蓿株高在各茬次均表現為鈣蛋白液組高于對照組，其中第二茬差異顯著（P<0.05），提高了24.78%；除第三、四茬鮮產量、第四茬干產量表現為對照組略高于鈣蛋白液組但差異未達顯著水平外，其他茬次紫花苜蓿鮮、干產量均表現為鈣蛋白液組高于對照組，其中第二茬差異顯著（P<0.05），分別提高了72.16%、42.31%;紫花苜蓿粗蛋白含量表現為各年份同一茬次的鈣蛋白處理組與對照組差異均不顯著。綜合一、二、三、四茬紫花苜蓿總鮮、干產量（圖2）可以看出，建植2年的紫花苜蓿田中，鈣蛋白處理組均較對照組顯著提高（P<0.05），其中鮮、干產量分別提高了23.59%、24.40%。這說明灌施鈣蛋白液在維持紫花苜蓿粗蛋白含量的前提下有助于其增產，增產效果在茬次之間存在差異。

2.2 鈣蛋白液劑量對紫花苜蓿的影響

第一茬紫花苜蓿刈割后灌施鈣蛋白液，其對紫花苜蓿第二茬鮮、干產量及粗蛋白含量和株高的影響見圖3。由圖3可以看出，225、450 kg·hm-2鈣蛋白液對建植2年的紫花苜蓿株高及鮮、干產量有較大影響，均顯著高于對照組（P<0.05），但二者之間無顯著差異；建植1年和4年的紫花苜蓿田中不同鈣蛋白液劑量處理與對照組之間株高及鮮、干產量差異均未達顯著水平；不同建植年限的紫花苜蓿田中鈣蛋白液處理與對照組紫花苜蓿粗蛋白含量均未達顯著水平。這說明灌施鈣蛋白液有助于紫花苜蓿增產，但試驗所設的劑量處理之間差異不顯著，同時亦說明增產效果因建植年限不同存在差異。

2.3 鈣蛋白液與菌劑的組合對紫花苜蓿生長和粗蛋白含量的影響

第一茬紫花苜蓿刈割后灌施鈣蛋白液或其與菌劑的組合，其對紫花苜蓿二、三、四茬次鮮、干產量，以及粗蛋白含量和株高的影響詳見圖4。由圖4可知，與對照相比較，第二、三茬紫花苜蓿株高及鮮、干產量在鈣蛋白液或其與菌劑的組合處理均有所提高，其中第二茬除225Ca和225Ca+37.5M處理的干產量外均達顯著水平（P<0.05）；第三茬225Ca處理即鈣蛋白液單獨處理的干產量亦達顯著水平（P<0.05），同時鈣蛋白液單獨處理及其與不同劑量菌劑組合處理之間差異均未達顯著水平；第四茬紫花苜蓿株高及鮮、干產量在鈣蛋白液或其與菌劑的組合處理有降低趨勢但差異均未達顯著水平；不同茬次鈣蛋白液或其與菌劑的組合處理與對照組的紫花苜蓿粗蛋白含量均無顯著差異。這說明鈣蛋白液或其與菌劑的組合均可在維持紫花苜蓿粗蛋白含量的前提下，增加紫花苜蓿產量，且隨著茬次的推進，鈣蛋白液的持效性優于其與菌劑組合處理，但無論是鈣蛋白液單獨處理還是其與菌劑的組合處理在灌施后的第三茬（本試驗中的第四茬）均無明顯效應。由圖5可知，與對照組相比較，鈣蛋白液處理及其與菌劑的組合處理均可顯著提高紫花苜蓿二、三、四茬總產量（P<0.05），其干產量分別提高了29.37%、29.58%。

3 討論與結論

水肥管理在紫花苜蓿生長發育過程中起到至關重要的作用[17]，尤其在春旱區域，合理的返青水配合施肥明顯促進紫花苜蓿增產。沙栢平等[17]研究表明，適當灌水施肥能顯著提高紫花苜蓿的株高及生長速度和分枝數等，進而促進干草產量的形成與營養物質的積累。王德勝等[10]研究表明，合理施用氮肥可以顯著促進苜蓿的營養生長并提高其產量和品質。本研究中，鈣蛋白液含有豐富的氮磷鉀等營養元素，其主要成分為以氮素為主，且其施用方式為灌施，即同時對紫花苜蓿田進行了水肥管理，結果該處理的增產效果顯著，這與沙栢平等[17]及王德勝等[10]研究結果基本一致。但本研究亦表明，這種增產效果會因紫花苜蓿建植年份及收獲茬次的不同而存在差異，分析其原因主要有如下3點：（1）建植年份較短以及返青后的第一茬次可能因建植時的底肥或返青施用化肥的作用，導致紫花苜蓿對鈣蛋白液的增施反應不敏感；（2）未施用鈣蛋白液的后續茬次在對照組與處理組之間無明顯差異，原因可能是鈣蛋白液的效應是有限的，并不適合一次施用多茬受益；（3）不同建植年限或茬次的紫花苜蓿對于養分的需求亦存在差異，畢竟紫花苜蓿的收獲會帶走土壤中的相關養分，故在實際生產中的施肥還應結合紫花苜蓿植株及其土壤養分狀況進行綜合判斷，實現合理施肥。

本研究所用鈣蛋白液含有16種作物生長必需的氨基酸及有機螯合鈣，故其同時具有氨基酸肥和螯合鈣肥的特征。其中，氨基酸類肥料營養全面，富含速效氮，具有肥效快且氮素利用率高等特點，其在大豆[18]、西瓜[19]，以及小麥[20]等農業生產中的應用表明，氨基酸肥有助于相關農作物的增產提質；作為植物生長所必須的營養元素之一的鈣，在與一些天然小分子有機物進行螯合后的螯合鈣，有助于促進植物生長并改善作物品質，常被應用于農業生產中，葉面噴施和根施兩種施用方式均可[21-22]。由此可見，本研究所用的鈣蛋白液功能較多，且相關成分均有不同的增產效果，且考慮到不同的成分起作用的條件或范圍存在差異，比如螯合鈣一般在pH值6.0～6.5時才能被植物吸收[21]，故鈣蛋白液對紫花苜蓿的增產機理尚有待于進一步深入研究。

微生物菌肥是由一種或數種有益微生物細菌經發酵而成的無毒害無污染的生物性肥料[23]，其有助于增加土壤肥力、改善植物環境[13]，且有促進作物生長、提質增產的效果，被廣泛用于多種作物生產中[23]。本研究中，鈣蛋白液與菌肥的配合灌施顯著提高了紫花苜蓿的產量，但與鈣蛋白液單獨灌施處理的差異未達顯著水平，且二者的作用均只能維持在灌施后的2茬（按天津第二、三茬的情況計算基本上是60 d左右），而灌施后的第三茬則與對照無顯著差異，說明肥力在兩茬內已充分釋放，待灌施后的第三茬肥料已基本消耗殆盡，故對第三茬紫花苜蓿的增益有限，這與肖知新等[8]研究認為“肥力充分釋放有利于提高紫花苜蓿株高及產量但后續肥料已基本消耗殆盡故對后茬作物的增益有限”的結論基本一致。因此，在本研究的鈣蛋白液灌施應用過程中，是否同時配施菌肥對紫花苜蓿產量和品質的整體影響不顯著，但應注意的是鈣蛋白液的持效性應該在2茬（60 d左右）或2茬以內，故在應用過程中需注意其灌施時間間隔。

綜合而言，在常規管理的情況下，灌施鈣蛋白液（225 kg·hm-2）及其與菌劑（15 kg·hm-2）的組合處理均可在維持紫花苜蓿蛋白品質的前提下顯著增產，其對灌施后3茬（二、三、四茬）苜?？偢僧a量的增幅分別可達29.37%、29.58%，但2個處理之間差異未達顯著水平。考慮綜合成本，在應用區域內單獨灌施鈣蛋白液225 kg·hm-2即可實現紫花苜蓿在穩定質量的前提下顯著增產。

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